f Макс. скорости, GPS, "Фруд мешает" (хи-хи)
Гонки и путешествия под парусом
Новости Регаты Рулевые Форум Видео Фотоконкурс Справочник

Автор Тема: Макс. скорости, GPS, "Фруд мешает" (хи-хи)  (Прочитано 5477 раз)

0 Пользователей и 1 Гость смотрят эту тему.

спелеолог

  • Сообщений: 1165
  • Уважуха: +58/-27
  • Название: Чум
  • Тип: СК-19
  • Номер: M888
Re: Макс. скорости, GPS, "Фруд мешает" (хи-хи)
« Ответ #20 : 02 Декабря, 2017, 13:52:43 »
Э, нет - сначала делим, потом вычитаем.
Упс, действительно, слева от V скобки нет...
Но все равно формула бредовая, КПД неограниченно растет..
Стоп! Это просто значит, что на фордаке скорость ветра недостижима!
Но формула все равно ИМХО не корректна.
прикинул на пальцах: КПД будет пропорционален (CV^2)/(RS(V0+V)(V0-V)^2)
где C - коэф .гидродинамичекого сопротивления, R - плотность воздуха, S - площадь паруности.
« Последнее редактирование: 02 Декабря, 2017, 15:31:07 от спелеолог »

ЗАК

  • Сообщений: 3507
  • Уважуха: +347/-139
  • Андрей Зворыкин М54
Re: Макс. скорости, GPS, "Фруд мешает" (хи-хи)
« Ответ #21 : 03 Декабря, 2017, 03:56:01 »
... Но все равно формула бредовая, КПД неограниченно растет..
Стоп! Это просто значит, что на фордаке скорость ветра недостижима! ...
Более того, и половина скорости ветра недостижима, если исходить из формулы КПД= 1/(U0/V-1) и того, что КПД должен быть меньше единицы. Записавши это неравенство

1/(U0/V-1) < 1

и умножив обе части на (U0/V-1)  получим 1 < U0/V-1  --> 2 < U0/V  --> 2*V < U0 --> V < U0/2
ЧТД.
Вот на этом я и "споткнулся". Резонно понимая, что многие известные мне лодки (в т.ч. и моя малявка с пятью квадратами) действительно не достигают на фордаке половины скорости ветра, усомнился в принципиальной невозможности этого. И ну тут людей от "Конкурса идиотов ..." отвлекать всякими глупостями!

... прикинул на пальцах: КПД будет пропорционален (CV^2)/(RS(V0+V)(V0-V)^2)
где C - коэф .гидродинамичекого сопротивления, R - плотность воздуха, S - площадь паруности.
Раз уж у тебя такие умные пальцы, довел бы дело до конца, то есть не пропоционален чему написал бы, а чему равен. И откудова напальцевал. Кроме того, позволюсь сделать замечаний:
1. В числителе забыл сопротивление умножить на скорость лодки V либо считаешь, что оно пропорционально скорости (что вряд ли, скорей забыл);
2. Описывать гидродинамич. сопротивление той или иной функцией и вообще что-то о нем предполагать для расчета КПД нет нужды, достаточно сознавать, что в установившемся режиме сопротивление по величине равно тяге паруса;
3. Если используются многосимвольные имена ( U0 ), то не нужно опускать символ умножения (*).

А со знаменателем согласен. Если учесть мое замечание №2, то кое-что можно будет сократить, чем существенно упростить формулу. Ну и до "равен", а не "пропорционален" еще надо довести. А то я допишу и тогда с тебя пузырь.
« Последнее редактирование: 03 Декабря, 2017, 04:18:45 от ЗАК »
"Один ишак ишол, второй ишак ишол и третий ишак ишол и весь караван ишол"

ГШ

  • -
  • Сообщений: 4144
  • Уважуха: +224/-156
  • Название: SALACIA
  • Тип: Sunwind 20
  • Номер: М 150, -
Re: Макс. скорости, GPS, "Фруд мешает" (хи-хи)
« Ответ #22 : 03 Декабря, 2017, 13:33:48 »
Байбаков говорит так:
Цитировать
Отношение мощностей, затрачиваемых судном на свое движение, и расходуемой ветром, определяется как коэффициент полезного действия парусного судна
Но возможности определить мощность, расходуемую ветром, нет - так как состояние (скорость, завихрения всякие) воздушного потока после обтекания паруса неизвестно. Это отнюдь не полное торможение, и величина ...мощность, затрачиваемая ветром при обтекании судна, равна Fxu, - неверна.
А если считать кпд по мощности, переданной ветром судну   то на фордаке такой кпд просто  по определению=1 - вся полученная от ветра мощность расходуется на движение судна. А, пардон, еще будет нагрев поверхностей и потоков за счет трения  :o 
Предельная скорость судна на фордаке равна скорости истинного ветра: ну, скажем буер катится совсем без трения... по твердой углекислоте на Марсе... :)  или ветер гонит детский шарик, который иногда подпрыгивает на асфальте. Ну какой же тут тут кпд, нет тут затрат и преобразования энергии вообще и понятие кпд неприменимо.
Ну вот и все стремления чего к нулю чего к бесконечности.  Вообще, казалось бы энергетический подход к описанию движения лодки должен иметь некий смысл - ну как же. А вроде бы и нет его, этого смысла, совсем. В отличие от скоростей и углов разных
Григорий Шмерлинг

спелеолог

  • Сообщений: 1165
  • Уважуха: +58/-27
  • Название: Чум
  • Тип: СК-19
  • Номер: M888
Re: Макс. скорости, GPS, "Фруд мешает" (хи-хи)
« Ответ #23 : 03 Декабря, 2017, 16:13:04 »
1. В числителе забыл сопротивление умножить на скорость лодки V либо считаешь, что оно пропорционально скорости (что вряд ли, скорей забыл);
Ну да, пусть сопротивление будет F=aV+bV^2
Цитировать
2. Описывать гидродинамич. сопротивление той или иной функцией и вообще что-то о нем предполагать для расчета КПД нет нужды, достаточно сознавать, что в установившемся режиме сопротивление по величине равно тяге паруса;
Действительно, я считал знаменатель через потерю кинетической энергии, а надо через работу. А она получается... F*V0*t. Именно так, а не F*(V0-V)*t, ибо невозмущенный поток проходит за t путь V0*t
тогда КПД=V/V0
Что согласуется с любой скоростью V<V0
При отсутствии сопротивления (воздушный шарик V=V0) нет потерь, следовательно КПД=1,

ГШ

  • -
  • Сообщений: 4144
  • Уважуха: +224/-156
  • Название: SALACIA
  • Тип: Sunwind 20
  • Номер: М 150, -
Re: Макс. скорости, GPS, "Фруд мешает" (хи-хи)
« Ответ #24 : 03 Декабря, 2017, 18:06:25 »
Цитировать
(воздушный шарик V=V0) нет потерь, следовательно КПД=1,
нет тут вообще совершения работы никаких затрат энергии, какой тут КПД. Нет здесь такого понятия.
Вообще, движение - смена положения в пространстве как таковая - при установившемся движении без ускорений затрат энергии не требует. Энергия ведь куда идет? - на волнообразование, трение, скрип потертого седла и т.п. 

Кстати о птичках - сейчас слышал, через 37 лет после старта (!!!) NASA удалось запустить двигатели ориентации Вояджера. Расстояние 19 с чем-то световых часов. Горжусь! Ясно, что и Циолковскому спасибо ;D - а идиотам и прокурорам провалиться в тартарары.
Григорий Шмерлинг

спелеолог

  • Сообщений: 1165
  • Уважуха: +58/-27
  • Название: Чум
  • Тип: СК-19
  • Номер: M888
Re: Макс. скорости, GPS, "Фруд мешает" (хи-хи)
« Ответ #25 : 03 Декабря, 2017, 18:48:32 »
Цитировать
(воздушный шарик V=V0) нет потерь, следовательно КПД=1,
нет тут вообще совершения работы никаких затрат энергии, какой тут КПД.
Хорошо, при очень_маленьком_ сопротивлении скорость _очень_мало_, но всё же отличается от скорости ветра. Значит и работа трения и работа ветра не равны нулю и КПД нормально считается и он чуть меньше единицы.
В педеле при V-->V0 имеем неопределенность вида ноль на ноль. Сходящуюся к единице. Если не наврал - матан то был ой как давно...

ЗАК

  • Сообщений: 3507
  • Уважуха: +347/-139
  • Андрей Зворыкин М54
Re: Макс. скорости, GPS, "Фруд мешает" (хи-хи)
« Ответ #26 : 03 Декабря, 2017, 19:29:24 »
...
В педеле при V-->V0 имеем неопределенность вида ноль на ноль. Сходящуюся к единице. Если не наврал - матан то был ой как давно...
Во-во, восполнение прокола, вызванного неопределенностью вида 0/0 по правилу Бернулли-Лопиталя. Только для полной уверенности надо все это расписать тсчятельным образом.
Вот зверьков собачье-кошачьих накормлю, да и напишу, что у меня получилось с этой кэпэдой.
"Один ишак ишол, второй ишак ишол и третий ишак ишол и весь караван ишол"

ЗАК

  • Сообщений: 3507
  • Уважуха: +347/-139
  • Андрей Зворыкин М54
Re: Макс. скорости, GPS, "Фруд мешает" (хи-хи)
« Ответ #27 : 03 Декабря, 2017, 22:54:21 »
Начну издалека.

Байбаков говорит так:
Цитировать
Отношение мощностей, затрачиваемых судном на свое движение, и расходуемой ветром, определяется как коэффициент полезного действия парусного судна
Но возможности определить мощность, расходуемую ветром, нет - так как состояние (скорость, завихрения всякие) воздушного потока после обтекания паруса неизвестно. Это отнюдь не полное торможение, и величина ...мощность, затрачиваемая ветром при обтекании судна, равна Fxu, - неверна. ...
Все приводимые здесь соотношения получены были для идеальной жидкости. Она несжимаема, нет трения и след. нагрева и завихрений. Например, известная формула для силы скоростного напора (в частности - напора ветра) на перпендикулярную потоку площадь. Но воздух ведь не идеальная жидкость! Тем не менее, как формула первого приближения годится и для напора ветра и вполне применяется на практике для прикидок. Вот эта формула:

F = Ro * S * U^2 / 2 ,

где Ro - плотность среды, U - скорость набегающего потока, S - площадь паруса. Применительно к идеальной жидкости эта формула абсолютно точна. Применительно же к потоку воздуха не вполне. Для уточнения вводят поправочные к-ты. Для случая перпендикулярности площадки потоку (угол атаки 90 гр.) имеем

F = Cx * Ro * S * U^2 / 2

Первую формулу можно рассматривать как частный случай второй при Сх=1. При продувках моделей бермудских (треугольных) парусов воздухом, при разных удлинениях парусов в диапазоне от 1 до 6-ти были получены экспериментальные значения Сх в диапазоне от 1.1 до 1.25, причем с ростом удлинения растет и Сх. (См. "Справочник по катерам, лодкам и моторам", например. На сайте М.Н.Розина про энергетику есть таблица зависимости Сх от удлинения, но, скорей всего, для прямоугольных пластин). Как можно видеть, замена идеальной жидкости на воздух к катастрофе не приводит и, кроме того, с помощью экспериментальных данных можно получить уточненную формулу для силы. А раз так, то вычисляя мощность как F*U, тоже сильно не проврёмся.

При выводе формулы КПД всё мощности к чертям сокращаются и из переменных остаются только скорости. Так что и исправлять Сх смысла пока не вижу. Тем более, что меня собственно значения КПД, посчитанные даже правильно, не особо интересуют. Просто напоровшись на непонимание написанного Байбаковым, который поумней меня, хочется разобраться на "качественном уровне". При этом допускаю, что и Байбаков мог хоть разок ошибиться, а я - тем более и не разок.

Враки свои продолжу, не надейтесь.
"Один ишак ишол, второй ишак ишол и третий ишак ишол и весь караван ишол"

ЗАК

  • Сообщений: 3507
  • Уважуха: +347/-139
  • Андрей Зворыкин М54
Re: Макс. скорости, GPS, "Фруд мешает" (хи-хи)
« Ответ #28 : 05 Декабря, 2017, 01:32:24 »
В установившемся режиме сумма сил равна 0. Силы тяги и сопротивления равны по величине. Назову величину этих сил F.

Работа против силы сопротивления, вызванной движением лодки со скоростью V, совершаемая в единицу времени  есть полезная мощность

      Wп = F * V         (1)

На лодку действует вымпельный ветер, на фордаке его скорость (U - V). здесь и далее  U - скорость истинного ветра. Величина аэродинамической силы (тяги)

      F = Сх * Ro * S * (U-V)^2 / 2    (2).

Подставив (2) в (1) получим для полезной мощности

      Wп = Cx * Ro * S * (U-V)^2  * V / 2        (3).

Мощность ветрового потока, пролетающего через поперечное сечение площадью S есть

      Wв = Ro * S * U^3 / 2         (4) .

Разделив Wп на Wв получим КИЭВ (к-т использования энергии ветра)

      КИЭВ = Wп / Wв =   [Cx * Ro * S * (U-V)^2  * V / 2] / [Ro * S * U^3 / 2 ] =
              =  [Cx * (U-V)^2  * V] / [U^3] =
              =  Cx * (V*U^2 - 2*U*V^2 + V^3) / U^3 =
              =  Cx * (V/U - 2*(V/U)^2 + (V/U)^3)
                                       (5).

КИЭВ - это не КПД, поскольку не есть затраченная мощность, а ваще полная мощность потока. Положим

    е = V/U .

Тогда (5) можно записать в виде

     КИЭВ = Сх * (е - 2*е^2 + e^3)                 (6).

Поскольку V должна в диапазоне от 0 до U, е будет в диапазоне от 0 до 1. КИЭВ(е) - кубическая функция без константы, сталбыть КИЭВ(0)=0. Подставив е=1 в (6), получим КИЭВ (1)=0. Т.е. при V=0 и V=U     КИЭВ=0.

Кубическая парабола конечных абс. экстремумов не имеет. А локальные имеет  - один локальный минимум и один локальный максимум.  Условием экстемума является ноль первой производной КИЭВ по е. Сх можно упустить, на положение экстремумов это не повлияет. Продифференцировав выражение (6) и приравняв производную к 0 получим и решим кв. уравнение

    3*e^2 - 4*e + 1 = 0

     e = (4 -+ SQRT(4)) / 6

     e1 = 1/3 ,   e2 = 1.


Подставив е1 в (6) и посчитавши, получим максимально возможное значение КИЭВ

    Мах(КИЭВ) = Сx * (1/3 - 2/9 + 1/27) =  Cx * 0.148 .

Итак, максимум КИЭВ достигается при V=U/3 и равен Cx * 0.148.  Т.е. Парусник на фордаке использует очень небольшую часть энергии ветра.

Эти результаты есть на сайте М.Н.Розина "Малая энергетика", я только подробней расписал - что и как.
« Последнее редактирование: 05 Декабря, 2017, 02:05:54 от ЗАК »
"Один ишак ишол, второй ишак ишол и третий ишак ишол и весь караван ишол"

спелеолог

  • Сообщений: 1165
  • Уважуха: +58/-27
  • Название: Чум
  • Тип: СК-19
  • Номер: M888
Re: Макс. скорости, GPS, "Фруд мешает" (хи-хи)
« Ответ #29 : 05 Декабря, 2017, 04:06:42 »
Мощность ветрового потока, пролетающего через поперечное сечение площадью S есть
      Wв = Ro * S * U^3 / 2         (4) .

Разделив Wп на Wв получим КИЭВ (к-т использования энергии ветра)
КИЭВ - это не КПД, поскольку не есть затраченная мощность, а ваще полная мощность потока.
Вот именно, КИЭВ. Но вроде изначально речь шла о КПД? А если посчитать затраченную мощность то получается F*U, и тогда F*V/(F*U)=V/U - получается самый настоящий КПД